Szybkie błyski radiowe, ang. fast radio bursts (FRB), to zjawiska astronomiczne odkryte 2007 roku. Są to bardzo krótkie, milisekundowe emisje promieniowania radiowego widoczne w kosmosie. Ich pochodzenie pozostaje przedmiotem badań i debat pomiędzy naukowcami.

Astronomom udało się, przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST), ustalić macierzystą galaktykę dla najodleglejszego znanego szybkiego błysku radiowego.

Zespół badawczy MeerTRAP wykrył szybki rozbłysk radiowy w dniu 4 marca 2024 roku, przy pomocy radioteleskopu MeerKAT. Zjawisko uzyskało oznaczenie FRB 20240304B. Dane radiowe sugerowały, że pochodzi z bardzo daleka. Jednak aby to sprawdzić, potrzeba było zbadać dokładnie galaktykę, z której dotarł. Okazało się to problematyczne, bowiem w miejscu na niebie, w którym dostrzeżono szybki błysk radiowy, teleskopy naziemne nie widziały żadnej galaktyki.

Wobec tego badacze musieli sięgnąć po teleskop kosmiczny. Przeprowadzono obserwacje podczerwoną kamerą NIRCam, pracującą na pokładzie Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST). W ten sposób wykryto galaktykę. Z kolei instrumentem NIRSpec uzyskano widmo galaktyki, co pozwoliło wyznaczyć tzw. przesunięcie ku czerwieni (redszift, ang. redshift), które pozwala na określenie, jak daleko od nas znajduje się galaktyka. Uzyskana wartość to z = 2,148, co odpowiada okresowi około 3 miliardów lat po Wielkim Wybuchu. A więc światło od galaktyki podróżowało do nas przez niecałe 11 miliardów lat.

Większość innych szybkich błysków radiowych, dla których udało się wyznaczyć odległość, nastąpiła miliardy lat później, czyli w zdecydowanie bliższych nam rejonach Wszechświata.

Co więcej, okazało się, że galaktyka macierzysta dla FRB 20240304B jest nietypowa w porównaniu do innych galaktyk macierzystych dla tego rodzaju zjawisk. W większości przypadków są to masywne galaktyki gwiazdotwórcze. Natomiast ta jest tysiąc razy mniej masywna, niż oczekiwano.

„Myśleliśmy, że to będzie duża, ładnie uformowana galaktyka z mnóstwem gwiazd, a zamiast tego mamy do czynienia z małą galaktyką karłowatą, aktywnie tworzącą gwiazdy” – skomentowała Manisha Caleb z Uniwersytetu w Sydney (Australia), pierwsza autorka publikacji, która ukazała się w „Science”.

Omawiana galaktyka pochodzi z czasów „kosmicznego południa”, czyli okresu w historii Wszechświata, w którym procesy gwiazdotwórcze występowały w maksymalnym natężeniu. W przypadku tej galaktyki większość jej gwiazd utworzyła się w ciągu 30 milionów lat.

Opisane własności galaktyki są istotne dla próby określenia pochodzenia szybkiego błysku radiowego. Jedna z hipotez wskazuje, że błyski FRB mogą pochodzić od łączących się gwiazd neutronowych. Zanim taka sytuacja nastąpi, potrzebne są miliardy lat, więc szybkie błyski radiowe powinny być związane ze starszymi galaktykami. Druga z hipotez proponuje, iż błyski FRB pochodzą od pojedynczych, młodych, bardzo mocno magnetycznych gwiazd neutronowych, zwanych magnetarami. Mogłyby powstawać w mechanizmach takich, jak trzęsienia gwiazd. W takim przypadku występowałyby w młodszych galaktykach, na przykład takich jak galaktyka macierzysta błysku FRB 20240304B.

Naukowcy planują odkryć więcej odległych błysków FRB. Według szacunków teleskop MeerKAT może być w stanie wykrywać i ustalać współrzędne dla kilku takich zjawiska rocznie, w przypadku redsziftów większych niż z = 1,0, co odpowiada okresowi dalszemu niż połowa wieku Wszechświata (światło lecące do nas ponad 7 miliardów lat).

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) został wystrzelony w 2021 roku. Jest to projekt NASA, realizowany we współpracy z Europejską Agencją Kosmiczną (ESA) oraz Kanadyjską Agencją Kosmiczną (CSA). Z kolei MeerKAT to sieć radioteleskopów w RPA złożona z 64 anten, zainaugurowana w 2018 roku. MeerKAT jest prekursorem dla budowanej obecnie gigantycznej sieci radioteleskopów SKA, która ma zacząć obserwacje w 2027 roku. (PAP)

cza/ zan/